機(jī)械刀具角度和結(jié)構(gòu)的選擇
重型車削粗加工階段,麗水合金刀片,工件外表面的鍛造氧化皮、裂紋、鏟坑、鑄造夾雜、氣孔等缺陷都易導(dǎo)致刀具破碎,因此應(yīng)選擇合理刀具角度。重型加工條件下,因粗加工要切除很厚的切屑,車刀一般采用前角g=8~12゜,而普通g=15゜。切削刃傾角l=10~18°。如果減小前角,即增大切削角,可在某種程度上增加切削刃的強(qiáng)度。應(yīng)指出:減小前角,切削力增大,但在g由15°變到10°時(shí),切削力增加得很小,而增大的工作前角和楔角,提高了刀刃的鋒利性和刀尖強(qiáng)度尤其是在工件很重,合金刀片品牌,旋轉(zhuǎn)帶有沖擊性的負(fù)荷時(shí),切削刃的刃傾角l=10~18°創(chuàng)造了有利的切削條件,因而在切削時(shí),沖擊力的作用點(diǎn)離開了刀尖,可防止刀尖破碎。 同時(shí),在主切削刃上開有1mm左右寬的負(fù)倒棱、R2mm左右的刀尖圓角以提高刀刃的抗沖擊性能,但刀具安裝角度還要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。
粗加工階段切削余量大,對(duì)刀具的剛性要求較高。一般而言,整體刀具剛度好,但結(jié)構(gòu)笨重,裝卸困難:而機(jī)夾刀具拆卸靈活,動(dòng)剛度也可滿足加工要度。機(jī)夾刀具的刀片材質(zhì)選擇及夾持結(jié)構(gòu)對(duì)加工精度很重要,實(shí)際加工中發(fā)現(xiàn),偏心銷夾緊和勾頭壓緊式不適合重型粗加工,因?yàn)榇旨庸r(shí)工藝系統(tǒng)振動(dòng)大,常使壓緊機(jī)構(gòu)松動(dòng),導(dǎo)致刀片損壞:上壓式結(jié)構(gòu)也常因阻礙了切屑的流出而造成壓塊的損壞。機(jī)夾刀具的制造精度要求也很高,因?yàn)榧词刮⑿〉恼`差,也能使定位機(jī)構(gòu)變成承力機(jī)構(gòu),由于重型切削的加工過程中切削力很大,易使刀具損壞。
硬質(zhì)合金刀具是機(jī)械制造中用于切削加工的工具,又稱切削工具。廣義的切削工具既包括刀具,還包括磨具。絕大多數(shù)的刀具是機(jī)用的,但也有手用的。由于機(jī)械制造中使用的刀具基本上都用于切削金屬材料,所以'刀具'一詞一般就理解為金屬切削刀具。切削木材用的刀具則稱為木工刀具刀具是機(jī)械制造中用于切削加工的工具,又稱切削工具。廣義的切削工具既包括刀具,還包括磨具。絕大多數(shù)的刀具是機(jī)用的,但也有手用的。由于機(jī)械制造中使用的刀具基本上都用于切削金屬材料,所以'刀具'一詞一般就理解為金屬切削刀具。切削木材用的刀具則稱為木工刀具。
刀具的發(fā)展在人類進(jìn)步的歷史占有重要的地位。中國(guó)早在公元前28~前20世紀(jì),就已出現(xiàn)黃銅錐和紫銅的錐、鉆、刀等銅質(zhì)刀具。戰(zhàn)國(guó)后期(公元前三世紀(jì)),由于掌握了滲碳技術(shù),制成了銅質(zhì)刀具。當(dāng)時(shí)的鉆頭和鋸,與現(xiàn)代的扁鉆和鋸已有些相似之處。
然而,刀具的快速發(fā)展是在18世紀(jì)后期,伴隨蒸汽機(jī)等機(jī)器的發(fā)展而來的。1783年,法國(guó)的勒內(nèi)首先制出銑刀。1792年,英國(guó)的莫茲利制出絲錐和板牙。有關(guān)麻花鉆的發(fā)明早的文獻(xiàn)記載是在1822年,但直到1864年才作為商品生產(chǎn)。
那時(shí)的刀具是用整體高碳工具鋼制造的,許用的切削速度約為5米/分。1868年,英國(guó)的穆舍特殊制成含鎢的合金工具鋼。1898年,美國(guó)的泰勒和.懷特發(fā)明高速鋼。1923年,德國(guó)的施勒特爾發(fā)明硬質(zhì)合金。
目前,生產(chǎn)中所用的機(jī)械刀具材料以高速鋼和硬質(zhì)合金居多。碳素工具鋼(如T10A、T12A)、工具鋼(如9SiCr、CrWMn)因耐熱性差,合金刀片多少錢,僅用于一些手工或切削速度較低的刀具。高速鋼是一種加入較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。有較高的熱穩(wěn)定性,較高的強(qiáng)度、韌性、硬度和耐磨性;其制造工藝簡(jiǎn)單,容易磨成鋒利的切削刃,合金刀片批發(fā),可鍛造,這對(duì)于一些形狀復(fù)雜的工具,如鉆頭、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等尤為重要,是制造這些刀具的主要材料。高速鋼按用途分為通用型高速鋼和高性能高速鋼;按制造工藝不同分為熔煉高速鋼和粉末高速鋼。
硬質(zhì)合金由難熔金屬化合物(如WC、TiC)和金屬粘結(jié)劑(Co)經(jīng)粉末冶金法制成。
因含有大量熔點(diǎn)高、硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性好的金屬碳化物,硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性和耐熱性都很高。硬度可達(dá)HRA89~93,在800~1000 °C還能承擔(dān)切削,耐用度較高速鋼高幾十倍。當(dāng)耐用度相同時(shí),切削速度可提高4~10倍。唯抗彎強(qiáng)度較高速鋼低,沖擊韌性差,切削時(shí)不能承受大的振動(dòng)和沖擊負(fù)荷。碳化物含量較高時(shí),硬度高,但抗彎強(qiáng)度低;粘結(jié)劑含量較高時(shí),抗彎強(qiáng)度高,但硬度低。硬質(zhì)合金以其切削性能優(yōu)良被廣泛用作刀具材料(約占50%)。如大多數(shù)的車刀、端銑刀以至深孔鉆、鉸刀、齒輪刀具等。
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